تکنولوژی Frame Relayیک تکنولوژی لایه 2 شبکه های WANمی باشد که فرآیند Encapsulateکردن بسته های IPو ارسال آنها در شبکه را انجام میدهد و در دسته بندی NBMAیا NoneBroadcast Multi Accessقرار می گیرد.

در شبکه Frame Relayارتباط روترها به صورت DTEو DCEمی باشند و به لینک ارتباط دهنده Access Linkگفته می شود.

اصطلاحات و مفاهیم Frame Relay :

  • Virtual Circuit (VC)
  • Permanent Virtual Circuit (PVC)
  • Switched Virtual Circuit (SVC)
  • DTE
  • DCE
  • Access Link
  • Access Rate (AR)
  • Committed Information Rate (CIR)
  • Pick Information Rate (PIR)
  • Data-link connection identifier (DLCI)
  • None Broadcast Multi Access (NBMA)
  • Local Management Interface (LMI)

حال می خواهیم به بررسی برخی از این المان ها بپردازیم.

Local Management Interface (LMI)

به پیغام هایی که بین DTEو DCEرد و بدل می شوند LMIگفته می شود و هدف از آن به شرح زیر می باشد:

  • زنده بودن DTEو DCE
  • Upبودن VC
  • VC

قدرت تکنولوژی Frame Relayدر این است که به جای تهیه لینک های فیزیکی متعدد، یک لینک فیزیکی تهیه شده و به ازای میزان کانکشن های مورد نیاز اقدام به تهیه جریان های مجازی کنیم.

براساس میزان هزینه برای تهیه VCتوپولوژی های متعددی وجود دارند:

  • Full Mesh
  • Hub and Spoke
  • Dual Hub and Spoke
  • Partial Mesh

در حالت Full Meshیعنی تمام نقاط به یکدیگر متصل هستند. این حالت بیشترین هزینه را در بر خواهد داشت.
در حالت Hub and Spokeتمام نقاط با یکدیگر ارتباط دارند اما این ارتباطات در نهایت از یک روتر یا هاب عبور می کند.
در حالت Dual Hub and Spokeبه دلیل میزان خطا در ساختار قبل، تعداد Hubها به 2 عدد افزایش پیدا کرده است.
در حالت Partial Meshفی مابین حالت Full Meshو Hub and Spokeرا در نظر می گیریم.

ساختار Encapsulationدر شبکه Frame Relay :

همانند ساختار Ethernetدر این شبکه نیز بسته در بخش فریم Encapsulationمی شود. در این ساختار بخش Headerو Trailerرا LAPFمی نامند که اختصار Link Access Procedure Frame BearerServicesمی باشد.

در بخش Headerموارد زیر وجود دارند:

  • FECN, BECN, DE (1 bit each) (QOS Features)
  • DLCI (usually 10 bits)

در بخش Trailerویژگی FCSوجود دارد.

در ساختار Encapsulationمربوط به Frame relayبه دلیل حجم کم 13b Headerدر مقایسه با Encapsulationدر TCPاز میزان Over Loadکمتری برخوردار می باشد.

نکته: در ساختار شبکه FrameRelayمابین دو ارتباط DTEو DCEمی بایست LMI Typeیکسان باشند و مابین دو ارتباط DTE (ارتباط مربوط به VC) می بایست Encapsulation Typeیکسان باشند.

نکته: در زمان برقراری ارتباط بین در یک VC، زمانیکه ارتباط به آخرین روتر نزدیک می شود DLCI Numberمبدا با مقصد تغییر می کند.

آدرس دهی در شبکه های Frame Relay :

بحث آدرس دهی در شبکه های FrameRelayاز دو دیدگاه مشتری و تامین کننده بررسی می شوند. از دیدگاه مشتری تنها VCهای خود مشتری برای او قابل تشخیص هستند یعنی تنها Data LinkConnection Identifier Numberها شناخته شده می باشند.

از دیدگاه تامین کننده به این صورت می باشد که درون شبکه Frame Relayسوییچ هایی وجود دارند که برخلاف ساختار سوییچ های شبکه ای که دارای MAC Tableهستند و اقدام به چک کردن MACآدرس ها روی پورتها می کردند، این سوییچ ها دارای DLCI Tableمی باشند که اقدام به چک کردن DLCI Numberها می کنند و از طریق این شمارنده ها اقدام به ارسال Frameها می کنند.

فرآیند سوییچینگ در Frame Relay :

در ساختار سوییچینگ مربوط به شبکه Frame Relayمی بایست یک ساختار شبه ARPوجود داشته باشد که بتواند مسیردهی براساس IPرا نیز پیاده سازی نمایید. در این ساختار تنها چیزی که برای روتر قابل درک می باشد DLCI Numberمی باشد لذا باید ساختاری وجود داشته باشد که آدرس IPرا در کنار DLCI Numberقرار دهد. به این ساختار Inverse ARPگفته می شود. یعنی جدولی ایجاد می شود که درون آن مشخص می شود که یک آدرس IPدر کنار کدام DLCI Numberقرار می گیرد. در نتیجه هر زمان که نیاز به برقراری ارتباط از طریق IPرا داشته باشد می داند که باید به کدام DLCINumberکه مشخص کننده اینترفیس روتر است درخواست را ارسال کند.

موارد مهم در طراحی IPدر ساختار شبکه Frame Relay :

نکته مهم در طراحی IPاین است که هر جا Broadcast Domainها یکسان بود و لایه 2 ای همه همدیگر را می دیدند، باید لایه 3 ای نیز همانطور باشد.

در ساختار Frame Relayنیز همین قانون وجود دارد. در هر شبکه ای که VCها یکسان بودند باید آدرس دهی IPنیز ماننده همدیگر باشد.

نکته: نحوه برخورد شبکه FrameRelayبا بسته های Broadcastبه این صورت است که توسط Unicastشبیه سازی می شوند. یعنی زمانیکه بسته به صورت Broadcastوارد روتر می شود که دارای چندین VCاست، این بسته ها به شکل Unicastروی تک تک VCها ارسال می شود. این کار باعث افزایش بار روتر می شود. به همین منظور دو بافر در روتر وجود دارد که یک بافر مخصوص Unicastو بافر دیگر مخصوص Multi/Broadمی باشد. در صورتیکه بسته های Multi/Broadاختلالی در بافر Unicastایجاد نکنند مجوز خروج دریافت می کنند.